UTe2 gibt neue Geheimnisse der Supraleitung preis
UTe2, ein unkonventioneller Supraleiter, der von internationalen Forschern untersucht wird, zeigt unter hohen magnetischen Feldern eine einzigartige Supraleitung und bietet neues technologisches Potenzial.
Verfolgung der unkonventionellen Supraleitung
UTe2 ist ein Hochleister unter den supraleitenden Materialien, der Elektrizität auf eine andere Weise als konventionelle Supraleiter verlustfrei leitet. Um dieses Phänomen zu verstehen, ist es wichtig, die Supraleitung genauer zu betrachten. Supraleitung tritt auf, wenn Elektronen in einem Material ohne Widerstand bewegt werden können, ermöglicht durch die Bildung von Cooper-Paaren.
Bei unkonventioneller Supraleitung, wie zum Beispiel der spin-triplet-Supraleitung, werden Cooper-Paare durch Mechanismen gebildet, die noch nicht vollständig verstanden sind. Es wird vermutet, dass diese Supraleiter magnetische Fluktuationen nutzen. Schwere-Fermionen-Supraleiter, bei denen Leitungselektronen kollektiv zusammenkommen, könnten ebenfalls mit unkonventioneller Supraleitung in Verbindung stehen. UTe2 gilt als sowohl spin-triplet- als auch schwere-Fermionen-Supraleiter.
Die Forscher haben festgestellt, dass UTe2 eine außergewöhnlich hohe Stabilität gegenüber magnetischen Feldern aufweist. Mit einer Übergangstemperatur von 1,6 Kelvin kann es einer kritischen magnetischen Feldstärke von 73 Tesla standhalten. Dies stellt einen Rekord für das Verhältnis zwischen Übergangstemperatur und kritischer magnetischer Feldstärke bei Supraleitern dar.
Sonderbehandlung für ein anspruchsvolles Material
Obwohl UTe2 aufgrund seiner niedrigen Übergangstemperatur und Radioaktivität nicht für technische Anwendungen geeignet ist, eignet es sich ideal, um die Physik hinter der spin-triplet-Supraleitung zu erforschen. Die Forscher verwendeten Proben von UTe2 mit Dicken von wenigen Mikrometern für ihre Experimente. Diese Proben wurden mit einem hochpräzisen Ionenstrahl hergestellt und aufgrund der Luftempfindlichkeit des Materials mit Epoxidklebstoff versiegelt.
Um endgültig zu beweisen, dass UTe2 ein spin-triplet-Supraleiter ist, müssen Spektroskopie-Studien unter starken magnetischen Feldern durchgeführt werden. Aktuelle spektroskopische Methoden haben jedoch Schwierigkeiten bei magnetischen Feldern über 40 Tesla. Die Forscher arbeiten an der Entwicklung neuartiger Techniken, um schlüssige Beweise zu liefern.
Die außergewöhnliche Stabilität von UTe2 gegenüber magnetischen Feldern eröffnet Möglichkeiten für zukünftige Anwendungen. Materialien, die hohen magnetischen Feldern standhalten und Elektrizität ohne Verlust leiten können, sind entscheidend für die Entwicklung von supraleitenden Magneten, die in Technologien wie Magnetresonanztomographie (MRT) verwendet werden.
